拟南芥KNOX Ⅱ基因对配子体发育的影响

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:whatisbianbian01
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
花是开花植物发育过程中最复杂的器官,花的发育在开花植物的生殖发育中起到重要作用。胚珠是高等植物中的雌性生殖器官,模式植物拟南芥中的胚珠主要由内外珠被和胚囊组成,珠被会发育成种皮,胚囊会发育成胚,一个完整的胚珠结构对植物的受精与产生种子起到重要作用。近年来,对于胚珠发育的研究主要集中于胚原基的发育机制,胚早期形态的发生,胚珠特性的控制以及珠被的形态发生。已有研究表明拟南芥KNOX基因家族在植物中表达模式和功能广泛,对于KNOX I基因的功能已有广泛的研究,但对于KNOX Ⅱ基因的功能了解较少。本文探究了KNOX Ⅱ基因家族中转录因子KNAT3、KNAT4对拟南芥雌配子体发育的影响,深入了解了KNAT3、KNAT4在胚珠发育过程中的调控作用。本研究以模式植物拟南芥为材料,以T-DNA插入突变体knat3、knat4、knat3 knat4为研究对象,通过进化树分析、杂交、CLSM观察、RNA-seq、q RT-PCR、酵母双杂、双分子荧光互补、免疫共沉淀等实验方法对突变体的表型以及分子调控机制进行了分析,结果如下:(1)knat3与knat4单突变体无明显表型,通过杂交方式得到的knat3 knat4纯合双突变体无果荚产生,高度不育。此外,融合抑制性domain SRDX的过表达植株35S:KNAT3-SRDX与35S:KNAT4-SRDX植株发育矮小,虽也能产生成熟果荚,但果荚比正常果荚短小,发育不正常。(2)通过GUS染色发现KNAT3与KNAT4在花器官和胚胎发育过程中表达,亚细胞定位结果发现KNAT3与KNAT4主要定位于细胞核,少量定位于细胞膜,而且细胞核中间没有表达,暗示可能不定位于核仁。此外可以观察到细胞中丝状表达,暗示蛋白定位可能与微管有关。(3)花粉萌发实验发现knat3 knat4突变体中花粉的萌发与花粉管的发育正常,杂交实验结果表明knat3 knat4突变体中雌配子发育受到了影响。通过CLSM观察不同发育时期的胚珠形态,发现胚珠发育的3-I时期内珠被与外珠被的发育存在缺陷,胚珠不能正常发育,因而不能正常受精,导致无果荚产生。(4)RNA-seq结果表明knat3 knat4突变体中激素响应与植物胚珠发育有关通路受到了影响,相关差异基因进行了q RT-PCR验证发现与RNA-seq结果一致,并且可能与胚珠发育的关键基因INO、BEL1、KNATM存在关联。(5)通过酵母双杂、双分子荧光互补、免疫共沉淀实验发现KNAT3与KNAT4之间能够形成异源二聚体,存在相互作用关系,酵母双杂实验进一步发现了KNAT3、KNAT4与INO之间存在相互作用关系。(6)通过进化分析说明KNOX基因调控植物配子体的发育,进一步表明KNAT3与KNAT4之间存在功能冗余。以上结果表明,KNAT3与KNAT4之间存在功能冗余,共同调控拟南芥胚珠的发育,并且KNAT3、KNAT4与胚珠发育的关键基因间存在相互作用,本研究丰富了KNOX Ⅱ基因调控胚珠发育的研究理论。
其他文献
水稻是世界主要粮食作物之一,随着全球人口不断增长和耕地面积日益减少,提高水稻产量对保障世界粮食安全具有重要意义。实践证明,理想株型与杂种优势利用相结合是实现水稻产量进一步提升的重要途径。分蘖角是水稻理想株型的重要组成部分,它直接影响水稻冠层结构从而影响叶片的光合效率,最终影响水稻的产量及品质。因此,对水稻分蘖角调控基因的挖掘以及其功能的深入研究是必要且关键的,这将对理想株型水稻培育具有重大意义。本
学位
副溶血弧菌是一种嗜盐性的革兰氏阴性菌,不但可以引起严重的海水动物弧菌病,阻碍水产养殖经济发展,还可以造成人类细菌性感染,导致腹泻,呕吐,腹部疼痛,恶心和发烧等不良症状,严重时可致死。副溶血弧菌的致病性与TDH、TRH、TLH、T3SS1,T3SS2,Pir Avp和Pir Bvp等相关。抗生素是防控、消杀副溶血弧菌的传统方法,广泛应用于水产品养殖场,运输链和销售链,但是,水产品养殖户盲目滥用抗生素
学位
低氧胁迫会影响植物的呼吸作用、光合作用,造成活性氧的积累,甚至使细胞死亡。植物通过调节自身生命活动来躲避或耐受低氧环境。例如,促进不定根的生长,能源供应管理,开花的控制以及氧化应激反应。乙烯对于植物适应低氧环境起到重要作用。乙烯信号转录因子ERFVII基因家族能够在低氧胁迫下感受低氧信号并调控下游低氧响应基因表达。另外,低氧胁迫能够诱导植物细胞自噬,清除低氧胁迫下植物细胞过量产生的ROS和受损的蛋
学位
黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)是黄曲霉(Aspergillus flavus)和寄生曲霉(Aspergillusparasiticus)污染玉米、花生、小麦、大麦等作物、饲料和食品的过程中所产生的次级代谢产物。它本身并没有明确的生理功能,其在肝脏代谢生成AFB1-8,9-环氧化物(AFB1-8,9-epoxide,AFBO)的反应是激活其毒性的关键反应。由于猪对AFB1较为敏
学位
大豆为人类提供了植物源蛋白质、油类和健康活性物质,也是动物饲料的重要原料。随着我国社会不断进步、人们生活水平的日益提高,大豆需求量不断攀升,但我国用于大豆生产的耕地面积却在逐渐减少。通过大幅度提升大豆产量提高大豆自给能力成为一条必选方案。合理的群体结构是大豆高产的基础,而株型是合理群体结构的基础。株型是指特定环境下植株适应性生长的表现,其本质是植物内在基因受环境因子调控的结果,因此系统解析株型形成
学位
在生长发育及应对外界胁迫的过程中,细胞内受损的蛋白和细胞器需要及时被降解,以维持细胞的稳态。为此细胞进化出了复杂而精妙的降解体系,其中两个主要的降解途径就是泛素-蛋白酶体系统和细胞自噬途径。在泛素-蛋白酶体系统中,需要降解的蛋白首先被泛素分子标记,然后被蛋白酶体识别和快速降解,泛素分子被释放重新利用。作为补充机制,细胞自噬可以对胞内物质,包括蛋白聚集体、蛋白复合物和细胞器等物质进行大量降解,从而促
学位
有机阴离子转运多肽(Organic Anion Transporting Polypeptides,OATP;编码基因SLC21/SLCO),是一类重要的细胞膜吸收转运蛋白,介导内、外源物质的跨细胞膜转运。OATP1B1是重要的OATP家族成员,特异性地表达在人肝脏细胞的窦状隙膜上,在药物的体内清除过程中起重要作用,许多临床药物,包括他汀类药物、抗生素、抗炎症、抗病毒、抗肿瘤药物等都是OATP1B
学位
粒重是水稻重要的产量和品质性状,近年来也有一批与水稻粒重相关QTL被定位和克隆。但是,环境地域和品种等因素限制导致很多定位到的QTL利用价值不大,真正运用到改良水稻种质的基因很少,所以进一步的定位克隆水稻粒重基因对加快优势基因聚集和高产优质的水稻新品种的选育十分必要。本实验利用籼稻种质B91(小粒)及B233(大粒)及两者杂交构建的F2群体为研究材料,分析影响粒重的关键表型性状,通过QTL-seq
学位
水稻是世界上主要的粮食作物之一。目前,栽培水稻分为两个种,分别是亚洲栽培稻和非洲栽培稻。两个栽培稻种间具有强大的杂种优势,但由于存在种间生殖隔离而产生明显的杂种不育现象,从而严重限制了水稻远缘杂种优势利用。S1座位是介导亚洲栽培稻和非洲栽培稻(简称亚非稻)种间杂种不育的一个重要遗传位点,该座位同时影响杂种F1后代的雌雄配子不育。研究表明,S1座位是一个复合基因座位,至少需要两个关键基因S1TPR和
学位
剪接因子1型(splicing factor 1,SF1)和U2辅助因子1型(U2 auxiliary factor1,U2AF1)是细胞内重要的剪接因子,在m RNA剪接过程中发挥重要功能。实验室前期的研究结果发现,脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)可以通过降低细胞内SF1和U2AF1的蛋白水平,影响m RNA的可变剪接。本课题研究表明,曲古抑菌素A(Trichostat
学位